辛亥革命推翻了四千多年的君主專制，是重要的歷史分水嶺，它一方面結束了傳統社會，另一方面開闢中國歷史的新紀元。
1912年1月1日，中華民國宣告成立，孫中山在南京就任臨時大總統，組織臨時政府。隨著南京臨時政府的成立，君主專制政體正式結束，在新的國體、政體下，必須創造新的教育制度適應形勢。
臨時政府在短短三個月內，頒布一系列除舊布新的法令，社會面貌為之一新。政治鼎革和經濟發展帶來社會的急劇轉型，傳統中國邁向近代中國過程中，教育改革也是社會變革的重要一環。
國家政體已自專制變為共和，掌理全國教育行政的機構由學部改為教育部。教育總長成為萬眾矚目的焦點，孫中山1月2日出席各省代表會時依照臨時政府組織大綱提出各部總長人選，教育總長為章炳麟，因遭代表會反對，改提蔡元培，遂獲一致通過。
蔡元培為前清翰林院編修，甲午戰爭中國戰敗使蔡元培深受刺激，深重的民族災難使他從傳統封建仕途覺醒。1898年秋，蔡元培親眼目睹維新運動失敗，對清政府完全失望，毅然辭職歸鄉。他一面投身於創辦新式教育機構，一面積極聯絡同志從事革命運動。
蔡元培先後受聘擔任紹興府中西學堂總理、南洋公學特班總教習，從此與教育事業結下不解之緣。他啟發青年求知慾望，把這所新式學堂辦得有聲有色。後又來到上海，創立中國教育會，並以豐富的辦學實踐被推舉為首任事務長。中國教育會匯聚各方仁人志士，從事寓革命於教育的活動，頗有影響力。
為深刻了解世界教育發展潮流，他留學德國吸取新知，從源頭上考察現代教育的真諦，從廣闊的視野和深刻的社會把握近代文明的源流，為改革傳統教育、建立現代教育尋求出路。蔡元培廣稽博採，融貫新知，探本窮源，形成了他海納百川的器識和寬厚平和的學術風格。這段留學經歷使蔡元培得以站在世界學術前沿，具備超越同時代人的視野、學識和氣度。
在傳統教育向近代教育轉型的重大關頭，由這樣一位學貫中西的人物主管全國教育文化大業，成為時代的選擇。
不拘一格用人才
1月5日，臨時政府正式任命蔡元培為民國首任教育總長。時蔡元培剛由德國回到上海，孫中山派專車延請他速到南京視事。蔡久居歐洲，於國內教育情形較為隔膜，特邀教育界著名人士蔣維喬襄助為理，又聘請一位會計兼庶務同去南京。
時新政府初建，百廢待興，經費緊張。各部先後成立，南京舊官舍，都被佔用，教育部只有一塊牌子，沒有辦公地點。蔡元培進謁臨時大總統孫中山，請示辦公地點。中山先生云：此須自行尋覓。
蔡元培奔走兩天毫無結果，無意中遇見江蘇都督府內務司長馬相伯，馬與蔡為莫逆交，乃慨然允借碑亭巷內務司樓上房屋三大間，為教育部辦公處，隨即遷入。
1月9日，臨時政府教育部正式宣告成立。當時諸事簡陋，惟務實際。蔡元培以身示範，自奉儉約，「致以堂堂教育總長，親詣大總統領印，白咫尺，裹方寸物，乘人力車往返，見者駭為開國史之趣談」。
南京臨時政府教育部
教育部成立後，投效者紛至沓來。這時臨時政府各部，皆依照官制草案呈薦人員，唯獨蔡元培主張：「辦理部務，當與辦社會事業一例，在正式政府未成立、官制未通過參議院以前，不必呈薦人員。除總次長已由大總統任命外，其餘個人，概稱部員，不授官職，為事擇人，亦不必多設冗員。」
蔡元培不遺餘力網羅那些富於革新精神、勇於任事、熱心教育的青年才俊。部中的重要人員，如蔣維喬和鍾觀光，在清末即曾與蔡元培共事於中國教育會、愛國學社和愛國女學校，私誼甚篤。鍾曾遊學日本，回國創辦科學儀器館、實學通藝館、理科傳習所等。蔣維喬在民元教育部中，贊襄擘畫，對蔡幫助至大。
他邀請有豐富教育經驗的同鄉許壽裳來部裡工作。許是魯迅摯友，於是推薦魯迅，蔡元培欣然同意，三人開始了長達二十餘年的友誼。
在上海從事教育工作的王雲五，見報載蔡為新任教育總長，乃本其任教多年經驗，寫了一份關於改革高等教育的建議書寄蔡，提出廢止各省高等學堂，提高中學程度，大學設預科；大學應準許私立，國立大學不僅限於北平，應全國分區各設一所；各省設立專門學校，注重實用等主張。不出十天，他收到元培親筆信，蔡認為其意見中肯，堅邀來部相助為理。時王氏已應邀出任臨時大總統府秘書，只為盡其言責，貢獻一點有關教育的意見，並無藉此求職之意，想不到蔡對這位向未謀面的青年，僅憑一紙意見書，竟特予拔擢。未進過大學門的王雲五，日後成為教育部專門教育司大學科科長，負責起草大學令和專門學校令。
陸費逵於清末在商務印書館主編教育雜誌，民國元年元旦，在滬創辦中華書局，平素頗為留心教育。本月，曾在教育雜誌發表「敬告民國教育總長」一文，建議宣布教育方針、頒普通學校暫行簡章、組織高等教育會議、規定行政權限。蔡元培讀過該文，即攜蔣維喬去上海登門拜訪。談話中，陸費逵對於元培的意見有所反對，元培不但不以為忤，並請陸費逵和蔣維喬共同起草暫行辦法。
教育部一時精英雲集，部員工作雖有差別，實際也難免有主辦、協辦的地位，但卻沒有階級高低之分。所領津貼，一律為每月三十元。臨時政府其他各部，多至百餘人，唯教育部僅三十餘人，開支最小，且行政效率極高。每日上午九時上班，午後五時散班，照學校規矩，搖鈴為號。部員就個人所長，分工任事，草擬規章，呈現出一片蓬勃的氣象。魯迅曾回憶；「說起民元的事來，當時我也在南京教育部，覺得中國將來很有希望。」
擘畫大計
當蔡元培和他的同事們在南京碑亭巷三間仄隘簡陋的辦公室裡規劃民國教育發展藍圖時，他們面臨的任務繁重而艱巨。
辛亥革命後，教育思想和方法俱有所改變，清末頒布的壬寅學制和癸卯學制合乎帝制，而不適合於共和，各省所辦學校，在新舊交替之際，將有無所適從的困擾。轉瞬新春之後，將是新學期的開學時間，儘快恢復因戰爭而中斷的各級各類學校的正常秩序，穩定全國教育大局，成為教育界面臨的急迫的問題。
當時各省都督府或省議會，鑑於學校急當恢復，發臨時學校令，以便推行，但省自為令，日趨分歧，將使全國統一之教育界，忽然分裂。
蔡元培認為教育部應制定頒布統一的教育法令，使全國各地學校能有章可循、有規可依，逐漸建立起新的教育秩序。
教育部一面頒布通令，禁止牴觸國體之舊制，與國體不牴觸者，贊準行用，以維持目前現狀；一面從速草擬新學制，為根本之改革，乃令部員數十人，分頭擬定大中小各校的學制草案。
1912年1月19日，教育部頒布了民國時期第一個教育法令《普通教育暫行辦法》，其內容主要包括：「學校管理上，從前各項學堂均改稱學校，堂長改稱校長；初小階段允許男女同校，中學校廢止文、實分科，廢止畢業生獎勵出身；修習年限上，中學及初級師範學校均由五年改為四年；教育內容上，廢止小學讀經科，注重手工科，三年級以上加設珠算，教科書要符合民國教育宗旨，禁用清學部頒行的教科書，高等小學以上的體操應注重兵式操。」
這部法令最大進步在於初等小學可以男女同校。中國社會素主男女有別，封建文化束縛讓中國廣大女性終身囿於家庭，沒有謀生本領，也沒有平等受教育的權力。關於女子教育問題，清末推行新教育初期，對於女子教育沒有明文規定，根據奏定學堂章程，女子教育只包在家庭教育中，直到光緒末年才公布女子師範學堂及女子小學堂的章程。但由於國家的貧窮，在大的都市或者可以設立男校之外，另設女校，以收女生；在鄉下或者偏僻的地方，便無能力另設女校，多數女子受教育的機會便無形被剝奪了。所以教育部至是特別準許初小學男女同校。這種廢止兩性的差別，邁出男女教育平權的一大步。日後蔡元培接掌北大，不顧教育部反對和社會批評，在北大開始招收女生，開大學男女同校之先河。行之二十年，男女同校制便逐漸普遍實行，不但小學、大學，中學也如此。1930年代，日本女子高等師範學校校長拜謁時任教育部長王世傑，看到中國各級學校男女共同學習，感嘆日本沒有這樣賢明的教育政策，言下為之流淚。這一大進步不得不歸功於蔡元培領導的民初教育改革。
「廢止小學讀經科，注重手工科」也是傳統轉向近代教育的一大舉措，增加實業、自然科學及實用知識方面的教育內容，學生不再囿於傳統的經史子集，知識體系得以進一步拓展，以培養合乎共和民主社會條件下的新國民。
當天還頒布了《普通教育暫行課程標準》，規定了初小、高小、中學和師範學校的課程設置及各科每周教學時數等。
值此改革之初，社會教育亦為當前急務，臨時政府深信鞏固國家非開民智不可,穩定的共和很大程度上靠公民的智力，而正規的學校教育一時尚難以普及到所有人，於是從社會教育出發，讓帶有教育性質的機構對那些失學男女或不能就學的青年發揮教育影響。
在這樣的理念下，教育部通電各省籌辦社會教育，指示自宣講入手，要求各地根據實際情形，暫定臨時宣講辦法，並配以影畫，啟迪民智。宣講標準，應專注此次革新之事實，共和國民之權利義務及尚武、事業諸端，尤注重公民道德。
這些措施對於安定人心，穩定局勢，建立新的教育秩序，起了非同一般的作用，受戰爭影響而停課或關閉的學校迅速恢復，大批新學校紛紛建立；在教科書編寫、教學方法的改進等方面也有長足的進步。商務印書館、中華書局等出版機構聞風而動，組織編寫了大批適應新時代的教科書。
五育並舉的教育理念
武昌起義成功，國人精神為之一壯；共和政體確立，國人耳目為之一新。國家政體既已改變，教育亦應隨之改變。值此新舊交替之際，各方對新教育之精神、制度與內容，頗多意見。蔡元培身任教育重任，發表《對於新教育之意見》，為順應當時教育思潮，結合實際需要，主張今後應以軍國民教育、實利主義教育、公民道德教育、世界觀教育、美感教育「五育並舉」為教育宗旨。
軍國民主義教育思想來自德國，就個人言，補充自衛力；就國家言，在求國家之強盛。實利主義思想來自美國，強調「以人民生計為普通教育之中堅」，既包括智育，又包括職業技術教育。就個人言，在補自存力之不足與貧富不均；就國家言，在求國家的富裕。
實利主義教育與軍國民教育是從清末教育宗旨延續下來的，卻被賦予了重視科學知識、發展經濟、收復國土、抑制軍閥割據的時代精神。蔡氏又採取法國大革命標舉的自由、平等、博愛思想作為綱領，更用我國儒家古義充實之，成為公民道德教育。
美感教育是達到世界觀教育的津樑，世界觀教育則是他教育理想的終極目標，這兩者才是他教育思想的宗旨。宗教不能充分發揮力量改進社會道德，需要以美育代替宗教。通過美感教育，提高人的品質，涵養性靈，以優美代替粗俗，即可化殘暴為慈祥。人生美育化，社會也美育化了。大同之治，可以促進；世界觀的理想，也就可以實現。
世界觀教育乃蔡元培的獨創，他把世界劃分為現象世界和實體世界兩部分，世界觀教育的目的在於培養人們對現象世界持超然態度，對實體世界則抱積極進取態度。
這五項宗旨互為關聯，以德育為中堅，軍國民教育和實利主義教育為基石，世界觀教育與美育為延展，是「養成共和國民健全之人格所必需。」前三者為隸屬政治者，以教育為達成政治目的之工具；後二者為超軼乎政治者，以教育為完成最高理想而不受現實政治的拘束。軍國民主義和實利主義，在於強兵富國，但要教之以公民道德，以避免兵強而變為私鬥和侵略，國富而成為智欺愚、強欺弱、貧富懸絕，甚至還會釀成「資本家與勞動家血戰之慘劇」。欲養成公民道德，不可不使有一種哲學上的世界觀與人生觀，而涵養此等觀念，不可不注重美育。「提出世界觀教育，就是哲學的課程，意在兼採周秦諸子、印度哲學及歐洲哲學以打破二千年來墨守孔學的舊習。提出美育，因為美感是普遍性，可以破人我彼此的偏見；美感是超越性，可以破生死利害的顧忌，在教育上應特別注意。」
此文發表後，引起教育界的熱烈討論，這五項方針並不為所有人所接受。無論頑固保守人士，還是主張改革的人，未必都能理解美育教育。即便如此，思想主張終無出其右者，他從根本上衝破封建禮教的束縛，確立重視科學、尊重人格的教育思想。
1912年9月，北京國民政府教育部正式公布了民國教育宗旨為注重道德教育，以實利教育、軍國民教育輔之，更以美感教育完成二道德」。這個宗旨的形成和頒布，標誌著中國教育一個舊時代的結束和一個新時代的開啟。
機構改革
蔡元培以革新者之姿擘畫經營教育大計，在教育部的機構設置上，民初將清季的學部官制多所裁併，改學部之總務、專門、普通、實業、會計五司為普通教育、專門教育和社會教育三司。普通教育司掌管小學、中學、師範實業、盲啞殘廢學校及關於地方學務機關等事務；專門教育司掌管大學、專門學校曆象、留學及各種學術團體等事務；社會教育司為新設的機構，掌管圖書館、博物院、動植園、美術館、體育遊戲場、感化院及其他一切社會教育事務。蔡氏在歐洲多年，感於各國社會教育發達，而我國年長失學之人佔全國之大多數，為提倡成人教育、補習教育起見，以為必有極廣泛之社會教育，而後無人無時不可以受教育，乃可教育普及。社會教育破天荒地在教育行政上獲得獨立地位。
在創建教育部的同時，蔡元培也注意地方教育行政機構的建設。根據政府頒行的地方行政官制，裁撤各縣勸學所，於縣公署內設置第三科，管理全縣教育事宜；各省提學使司改為教育司，總管全省教育事務。短短數月，從中央到地方，初步建立起了民初教育行政機構的框架。
孫中山和蔡元培（三排左二）等臨時政府要員合影
1912年4月1日，南北統一，袁世凱被選為中華民國總統，教育部遷到北京。新組建的教育部繼承發展臨時政府建制，由一廳、三司和三參事組成。
當時派系紛爭，政黨林立，如何跳出黨派之爭，「給教育立一個統一的智慧的百年大計」，是蔡元培首先考慮的問題。
本著「為事擇人」、「能者在職」的用人原則，蔡元培對清末學部人員，凡擁護民主共和政體、德才兼備且願為教育服務者，他都大膽使用。次長的範源濂不僅是一位共和黨人，還曾是清末學部的參事官。蔡元培深知自己對教育偏於理想，而範源濂注重實踐，兩人合作，可以取長補短。他不顧國民黨內的反對，兩次親訪範源濂，對他說：「我請出一位異黨的次長在國民黨裡邊並不是沒有反對的意見；但是我為了公忠體國，使教育部有全國代表性，是不管這種反對意見的。」如此肝膽相照，不僅使身為共和黨員的範源濂欣然應命，全身心地投入教育工作。
第一次中央教育會議新教育部繼續在推進臨時政府教育部開啟的近代教育方面做出新的努力，然而國家政局不穩，南北紛爭不斷，且中國幅員遼闊，省區眾多，各地區經濟文化發展極不平衡。在這樣的環境下從無到有建立一套符合國情的教育體制極為困難。
為了徵集專家意見，集中全國教育界智慧，幫助政府制定有效的教育政策和學校規程，蔡元培精心籌劃並主持召開民國成立後第一次中央教育會議—全國臨時教育會議。
5月8日，教育部通電各省，擬於暑假前召開臨時教育會議，討論學制系統、學校規劃等問題。
教育會議承前啟後，既要鞏固辛亥革命以來的教改成果，又是繼續推進教育改革的新起點。為保證會議取得最好的效果，參會人員都是一時之選，蔡氏希望藉助政府與民間溝通，集思廣益，籌劃教育發展大計。
在開幕詞中，蔡元培還就民國教育與專制時代教育的根本區別、民國教育方針、普通教育廢止讀經、大學廢除經科，民國教育的取向以及中央與地方教育行政權力的劃分等問題，發表了自己的看法，這些議題也是大會討論的重點。
臨時教育會歷時一月，整個會議氣氛民主、熱烈、和諧，是教育決策民主化的一次有益嘗試。會議討論了許多重要的教育政策與措施，多數轉化為政府教育法令。雖然蔡元培於會議召開不久已辭去教育總長職務，但會議實際上是在他的教育思想指導下進行的。他的主要教育主張最終通過會議得以實現，對實際教育活動產生影響。
辛亥革命後的短短一年，中國教育創製革新良多，發布教育宗旨、學校管理規程、學校系統、小學校令、專門學校令、大學令、法政專門學校規程、工業專門學校規程、醫學專門學校規程、藥學專門學校規程、讀音統一會章程、中學校令施行規則等，近代教育體制雛形已現端倪。這次教育改革建立的教育體制和新型學校系統，影響中國教育至深且遠。
辛亥革命後，政治鼎革和經濟發展帶來社會的急劇轉型，傳統中國邁向近代中國過程中，教育改革也是社會變革的重要一環。蔡元培和他的同仁們在革故鼎新的重大歷史轉折時期，順應社會發展潮流，為中國教育近代化寫下了濃墨重彩的一章。